Натриева карбоксиметил целулоза (известна още като: натриева карбоксиметил целулоза, карбоксиметил целулоза,CMC, карбоксиметил, натриева целулоза, натриева сол на Caboxy метил целулоза) е най-широко използваният и най-голямото количество използвано в света днес видове целулоза.
CMC-Na за кратко е целулозно производно със степен на полимеризация на глюкозата 100-2000 и относителна молекулна маса 242,16. Бял влакнест или гранулиран прах. Без мирис, вкус, без вкус, хигроскопичен, неразтворим в органични разтворители.
Основни свойства
1. Молекулна структура на натриева карбоксиметилцелулоза (CMC)
За първи път е произведен от Германия през 1918 г., а през 1921 г. е патентован и се появява на бял свят. Оттогава е постигнато търговско производство в Европа. По това време това е само суров продукт, използван като колоид и свързващо вещество. От 1936 до 1941 г. изследванията за промишлено приложение на натриева карбоксиметил целулоза са доста активни и са изобретени няколко вдъхновяващи патента. По време на Втората световна война Германия използва натриева карбоксиметилцелулоза в синтетични детергенти. Hercules произвежда натриева карбоксиметилцелулоза за първи път в Съединените щати през 1943 г. и произвежда рафинирана натриева карбоксиметилцелулоза през 1946 г., която е призната за безопасна хранителна добавка. моята страна започна да го възприема през 1970 г. и беше широко използван през 1990 г. Това е най-широко използваната и най-голямото количество целулоза в света днес.
Структурна формула: C6H7O2 (OH) 2OCH2COONa Молекулна формула: C8H11O7Na
Този продукт е натриева сол на целулозен карбоксиметилов етер, анионно влакно
2. Външен вид на натриева карбоксиметил целулоза (CMC)
Този продукт е натриева сол на целулозен карбоксиметилов етер, анионен целулозен етер, бял или млечнобял влакнест прах или гранула, плътност 0,5-0,7 g/cm3, почти без мирис, без вкус, хигроскопичен. Лесно се диспергира във вода, за да образува прозрачен колоиден разтвор и е неразтворим в органични разтворители като етанол [1]. pH на 1% воден разтвор е 6,5-8,5, когато pH>10 или <5, вискозитетът на слузта намалява значително и производителността е най-добра, когато pH=7. Устойчив на нагряване, вискозитетът се повишава бързо под 20°C и се променя бавно при 45°C. Дългосрочното нагряване над 80°C може да денатурира колоида и значително да намали вискозитета и производителността. Той е лесно разтворим във вода и разтворът е прозрачен; той е много стабилен в алкален разтвор, но лесно се хидролизира, когато срещне киселина, и ще се утаи, когато стойността на рН е 2-3, и също ще реагира с поливалентни метални соли.
Основната цел
Използва се като сгъстител в хранително-вкусовата промишленост, като носител на лекарства във фармацевтичната промишленост и като свързващо вещество и средство против повторно отлагане в ежедневната химическа промишленост. В печатарската и боядисващата индустрия се използва като защитен колоид за оразмеряващи агенти и пасти за печат. В нефтохимическата промишленост може да се използва като компонент на течност за разбиване на нефт. [2]
Несъвместимост
Натриевата карбоксиметилцелулоза е несъвместима със силни киселинни разтвори, разтворими железни соли и някои други метали като алуминий, живак и цинк. Когато pH е по-малко от 2 и когато се смеси с 95% етанол, ще настъпи утаяване.
Натриевата карбоксиметил целулоза може да образува коагломерати с желатин и пектин и може също така да образува комплекси с колаген, който може да утаи определени положително заредени протеини.
занаят
CMC обикновено е анионно полимерно съединение, получено чрез взаимодействие на естествена целулоза с разяждаща основа и монохлороцетна киселина, с молекулно тегло 6400 (±1 000). Основните странични продукти са натриев хлорид и натриев гликолат. CMC принадлежи към модификацията на естествената целулоза. Организацията по прехрана и земеделие на Обединените нации (ФАО) и Световната здравна организация (СЗО) официално я нарекоха „модифицирана целулоза“.
Основните показатели за измерване на качеството на CMC са степента на заместване (DS) и чистотата. Обикновено свойствата на CMC са различни, ако DS е различен; колкото по-висока е степента на заместване, толкова по-силна е разтворимостта и толкова по-добра е прозрачността и стабилността на разтвора. Според докладите прозрачността на CMC е по-добра, когато степента на заместване е 0,7-1,2, а вискозитетът на неговия воден разтвор е най-голям, когато стойността на pH е 6-9. За да се гарантира неговото качество, в допълнение към избора на етерифициращ агент, трябва да се вземат предвид и някои фактори, които влияят на степента на заместване и чистота, като връзката между количеството на основата и етерифициращия агент, времето за етерификация, водното съдържание в системата, температура, рН стойност, концентрация на разтвора и сол и др.
статуквото
За да се реши проблемът с недостига на суровини (рафиниран памук, направен от памучен линтер), през последните години някои научноизследователски звена в моята страна си сътрудничиха с предприятия за цялостно използване на оризова слама, смлян памук (отпадъчен памук) и утайки от бобово извара за успешно производство на CMC. Производствените разходи са значително намалени, което отваря нов източник на суровини за промишленото производство на CMC и реализира цялостното използване на ресурсите. От една страна, производствените разходи са намалени, а от друга, CMC се развива към по-висока прецизност. Изследванията и развитието на CMC се фокусират главно върху трансформацията на съществуващата производствена технология и иновациите на производствения процес, както и нови CMC продукти с уникални свойства, като например успешно разработения процес „метод разтворител-суспензия“ [3] в чужбина и се използва широко. Произвежда се нов вид модифициран CMC с висока стабилност. Благодарение на по-високата степен на заместване и по-равномерното разпределение на заместителите, той може да се използва в по-широк диапазон от индустриални производствени области и сложни среди за използване, за да отговори на по-високи изисквания на процеса. В международен план този нов вид модифицирана CMC се нарича още „полианионна целулоза (PAC, полианионна целулоза)“.
безопасност
Висока сигурност, ADI не се нуждае от регулации и са формулирани национални стандарти [4] .
приложение
Този продукт има функциите на свързване, сгъстяване, укрепване, емулгиране, задържане на вода и суспензия.
Приложение на CMC в храните
ФАО и СЗО одобриха използването на чист CMC в храните. Одобрен е след много строги биологични и токсикологични изследвания и тестове. Безопасният прием (ADI) на международния стандарт е 25 mg/(kg·d), което е около 1,5 g/d на човек. Съобщава се, че някои хора не са имали никаква токсична реакция, когато приемът достигне 10 kg. CMC е не само добър емулгиращ стабилизатор и сгъстител в хранителни приложения, но също така има отлична стабилност при замразяване и топене и може да подобри вкуса на продукта и да удължи времето за съхранение. Количеството, използвано в соево мляко, сладолед, сладолед, желе, напитки и кутии, е около 1% до 1,5%. CMC може също така да образува стабилна емулгирана дисперсия с оцет, соев сос, растително масло, плодов сок, сос, зеленчуков сок и т.н., а дозировката е 0,2% до 0,5%. По-специално, има отлична емулгираща производителност за животински и растителни масла, протеини и водни разтвори, което му позволява да образува хомогенна емулсия със стабилна производителност. Поради своята безопасност и надеждност, дозировката му не е ограничена от националния стандарт за хигиена на храните ADI. CMC се развива непрекъснато в областта на храните и също така се провеждат изследвания за приложението на натриева карбоксиметилцелулоза във винопроизводството.
Използването на CMC в медицината
Във фармацевтичната индустрия може да се използва като стабилизатор на емулсии за инжекции, свързващо вещество и филмообразуващ агент за таблетки. Някои хора са доказали, че CMC е безопасен и надежден носител на противоракови лекарства чрез основни експерименти и експерименти с животни. Използвайки CMC като мембранен материал, модифицираната дозирана форма на традиционната китайска медицина Yangyin Shengji Powder, Yangyin Shengji Membrane, може да се използва за рани от операция на дермабразио и травматични рани. Проучванията върху животински модели показват, че филмът предотвратява инфекцията на раната и няма значителна разлика от марлените превръзки. По отношение на контролирането на ексудацията на тъканна течност от раната и бързото зарастване на рани, този филм е значително по-добър от марлевите превръзки и има ефект на намаляване на постоперативния оток и дразнене на раната. Препаратът за филм, направен от поливинил алкохол: натриева карбоксиметил целулоза: поликарбоксиетилен в съотношение 3: 6: 1, е най-добрата рецепта, като скоростта на адхезия и освобождаване се увеличава. Адхезията на препарата, времето на престой на препарата в устната кухина и ефикасността на лекарството в препарата са значително подобрени. Бупивакаинът е мощен локален анестетик, но понякога може да предизвика сериозни сърдечно-съдови странични ефекти при отравяне. Следователно, докато бупивакаинът се използва широко клинично, изследванията за превенцията и лечението на неговите токсични реакции винаги са били обръщани повече внимание. Фармакологичните проучвания показват, че CIVIC като вещество с продължително освобождаване, формулирано с разтвор на бупивакаин, може значително да намали страничните ефекти на лекарството. При PRK хирургия използването на тетракаин с ниска концентрация и нестероидни противовъзпалителни лекарства, комбинирани с CMC, може значително да облекчи следоперативната болка. Предотвратяването на следоперативни перитонеални сраствания и намаляването на чревната обструкция са един от най-загрижените въпроси в клиничната хирургия. Проучванията показват, че CMC е значително по-добър от натриевия хиалуронат за намаляване на степента на постоперативни перитонеални сраствания и може да се използва като ефективен метод за предотвратяване на появата на перитонеални сраствания. CMC се използва в катетърна чернодробна артериална инфузия на противоракови лекарства за лечение на рак на черния дроб, което може значително да удължи времето на престой на противораковите лекарства в тумори, да подобри антитуморната сила и да подобри терапевтичния ефект. В медицината за животни CMC също има широк спектър от приложения. Съобщава се [5], че интраперитонеалното вливане на 1% разтвор на CMC при овце има значителен ефект върху предотвратяването на дистокия и коремни сраствания след хирургия на репродуктивния тракт при добитък.
CMC в други индустриални приложения
В детергентите CMC може да се използва като агент против повторно отлагане на почвата, особено за хидрофобни тъкани от синтетични влакна, което е значително по-добро от карбоксиметиловите влакна.
CMC може да се използва за защита на нефтени кладенци като стабилизатор на кал и агент за задържане на вода при нефтени сондажи. Дозировката за всеки нефтен кладенец е 2,3 t за плитки кладенци и 5,6 t за дълбоки кладенци;
В текстилната промишленост се използва като оразмеряващо средство, сгъстител за паста за щамповане и боядисване, щамповане на текстил и довършване на втвърдяване. Когато се използва като оразмеряващ агент, той може да подобри разтворимостта и вискозитета и е лесен за обезразмеряване; като втвърдяващ агент, дозировката му е над 95%; когато се използва като оразмеряващ агент, здравината и гъвкавостта на оразмеряващия филм се подобряват значително; с регенериран копринен фиброин Композитната мембрана, съставена от карбоксиметил целулоза, се използва като матрица за имобилизиране на глюкозооксидаза, а глюкозооксидазата и фероцен карбоксилатът са имобилизирани, а направеният глюкозен биосензор има по-висока чувствителност и стабилност. Проучванията показват, че когато хомогенатът от силикагел се приготвя с CMC разтвор с концентрация от около 1% (w/v), хроматографските характеристики на подготвената тънкослойна плака са най-добри. В същото време тънкослойната плоча, покрита при оптимизирани условия, има подходяща якост на слоя, подходяща за различни техники за вземане на проби, лесна за работа. CMC има адхезия към повечето влакна и може да подобри свързването между влакната. Стабилността на неговия вискозитет може да осигури еднаквост на оразмеряването, като по този начин подобри ефективността на тъкането. Може да се използва и като финишно средство за текстил, особено за трайно финиширане против бръчки, което носи трайни промени на тъканите.
CMC може да се използва като средство против утаяване, емулгатор, диспергатор, изравняващ агент и лепило за покрития. Може да направи твърдото съдържание на покритието равномерно разпределено в разтворителя, така че покритието да не се разслоява за дълго време. Също така се използва широко в боите. .
Когато CMC се използва като флокулант, той е по-ефективен от натриевия глюконат за отстраняване на калциевите йони. Когато се използва като катионен обмен, обменният му капацитет може да достигне 1,6 ml/g.
CMC се използва като агент за оразмеряване на хартия в хартиената промишленост, който може значително да подобри здравината на хартията в сухо и мокро състояние, както и устойчивостта на масло, абсорбцията на мастило и водоустойчивостта.
CMC се използва като хидрозол в козметиката и като сгъстител в пасти за зъби, като дозировката му е около 5%.
CMC може да се използва като флокулант, хелатиращ агент, емулгатор, сгъстител, водозадържащ агент, оразмеряващ агент, филмообразуващ материал и т.н. и също така се използва широко в електрониката, пестицидите, кожата, пластмасите, печатането, керамиката, пастата за зъби, ежедневно химикали и други области и поради отличното си представяне и широк спектър от приложения, той непрекъснато отваря нови области на приложение и пазарът перспективата е изключително широка.
Предпазни мерки
(1) Съвместимостта на този продукт със силни киселини, силни основи и йони на тежки метали (като алуминий, цинк, живак, сребро, желязо и др.) е противопоказана.
(2) Допустимият прием на този продукт е 0-25 mg/kg·d.
Инструкции
Смесете CMC директно с вода, за да направите пастообразно лепило за по-късна употреба. Когато конфигурирате CMC лепило, първо добавете определено количество чиста вода в резервоара за дозиране с устройство за разбъркване и когато устройството за разбъркване е включено, бавно и равномерно поръсете CMC в резервоара за дозиране, като разбърквате непрекъснато, така че CMC да е напълно интегриран с вода CMC може да се разтвори напълно. Когато се разтваря CMC, причината, поради която трябва да се разпръсква равномерно и да се разбърква непрекъснато, е да се „предотвратят проблемите на агломерацията, агломерацията и да се намали количеството на CMC, разтворено, когато CMC срещне вода“, и да се увеличи скоростта на разтваряне на CMC. Времето за разбъркване не е същото като времето за пълно разтваряне на CMC. Те са две понятия. Най-общо казано, времето за разбъркване е много по-кратко от времето за пълно разтваряне на CMC. Времето, необходимо за двамата зависи от конкретната ситуация.
Основата за определяне на времето за разбъркване е: когатоCMCе равномерно диспергиран във водата и няма очевидни големи бучки, разбъркването може да бъде спряно, позволявайки на CMC и водата да проникнат и да се слеят една с друга в изправено състояние.
Основата за определяне на времето, необходимо на CMC за пълно разтваряне, е както следва:
(1) CMC и водата са напълно свързани и няма разделяне на твърдо-течно вещество между двете;
(2) Смесената паста е в еднородно състояние, а повърхността е равна и гладка;
(3) Цветът на смесената паста е близък до безцветен и прозрачен и в пастата няма гранулирани предмети. От времето, когато CMC се постави в резервоара за дозиране и се смеси с вода до момента, когато CMC се разтвори напълно, необходимото време е между 10 и 20 часа.
Време на публикуване: 26 април 2024 г